(57)【要約】【課題】溶着部分を目視しながら溶着することができ、溶着の作業性の向上を図る。【解決手段】本考案に係る超音波溶着機１は、超音波振動を発振する超音波振動子２と、該超音波振動を伝達すると共に下端部に加工面３を有するホーン部２２と、一端部５において超音波振動子２及びホーン部２２を支持するアッパーフレーム６と、アッパーフレーム６の他端部７において回動自在に支持されるロアーフレーム８と、ロアーフレーム８と一体に回動すると共にホーン部２２の加工面３に対向する受け部４０を有する押圧部材１０とを備え、超音波振動子２とホーン部２２がそれぞれ超音波の１／２波長分の長さを有し、ホーン部２２の加工面３及び押圧部材１０の受け部４０が、ロアーフレーム８の一端部より下方位置に設けられていることを特徴とする。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動を発振する超音波振動子と、該超音波振動を伝達すると共に下端部に加工面を有するホーン部と、一端部において前記超音波振動子及びホーン部を支持するアッパーフレームと、該アッパーフレームの他端部において回動自在に支持されるロアーフレームと、該ロアーフレームと一体に回動すると共に前記ホーン部の加工面に対向する受け部を有する押圧部材とを備え、
前記超音波振動子と前記ホーン部がそれぞれ超音波の１／２波長分の長さを有し、前記ホーン部の加工面及び前記押圧部材の受け部が、前記ロアーフレームの一端部より下方位置に設けられていることを特徴とする超音波溶着機。
【請求項２】
前記押圧部材は、前記ロアーフレームの一端部から下方に段差状に形成されている請求項１に記載の超音波溶着機。
【請求項３】
前記押圧部材は、前記ロアーフレームの他端部から下方に形成され、前記ロアーフレームとの間に空間が形成されている請求項１に記載の超音波溶着機。
【請求項４】
前記受け部は、外周に鋭角部を有する円板形状を成し、鉛直方向に回転可能に設けられている請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の超音波溶着機。
【請求項５】
前記受け部は、歯車形状を成し、鉛直方向に回転可能に設けられている請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の超音波溶着機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、プラスチックや樹脂フィルム等の素材を超音波振動により溶着するために使用される超音波溶着機に関し、特に、携帯用の小型の超音波溶着機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使い捨てのプラスチック食品容器、所謂フードパックの縁を溶着したり、或いは、髪の毛に付け毛を溶着したりする時に使用される機器として、携帯用の小型の超音波溶着機が知られている。
【０００３】
この種の従来の超音波溶着機は、例えば、特許第３３９５７８３号に開示されているように、一端部に超音波振動を発振する超音波振動子と該超音波振動子の下端に接続されるホーン部とを備えるアッパーフレームと、該アッパーフレームの他端部に回動自在に支持されるロアーフレームとを備えており、該ロアーフレームを前記アッパーフレーム側に回動すると、超音波振動子から超音波振動が発振されると共にホーン部によってその超音波振動が増幅されることにより、前記ホーン部の先端に形成された加工面が上下方向に振動する。そして、この状態で、該加工面と前記ロアーフレームの一端部に設けられた受け部とにより溶着対象物を挟持し加圧すると、この超音波振動時に発生する摩擦熱によって前記溶着対象物の挟持部分が溶解され、該溶着対象物は溶着される。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の超音波溶着機では、超音波溶着機が小型であるために、溶着部分を目視しながら溶着作業を行うことが難しかった。そのため、溶着作業を行うのが困難であり、作業性の向上が図り難いといった問題があった。また、髪の毛に付け毛を溶着する場合等、溶着対象物が小さい場合には、溶着作業そのものができないといった問題もあった。
【０００５】
本考案は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、溶着部分を目視しながら溶着することができ、溶着の作業性の向上を図ることができ、また、溶着対象物が小さい場合であっても、容易且つ確実に溶着作業を行うことのできる超音波溶着機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案に係る超音波溶着機は、超音波振動を発振する超音波振動子と、該超音波振動を伝達すると共に下端部に加工面を有するホーン部と、一端部において前記超音波振動子及びホーン部を支持するアッパーフレームと、該アッパーフレームの他端部において回動自在に支持されるロアーフレームと、該ロアーフレームと一体に回動すると共に前記ホーン部の加工面に対向する受け部を有する押圧部材とを備え、前記超音波振動子と前記ホーン部がそれぞれ超音波の１／２波長分の長さを有し、前記ホーン部の加工面及び前記押圧部材の受け部が、前記ロアーフレームの一端部より下方位置に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
そして、前記押圧部材は、前記ロアーフレームの一端部から下方に段差状に形成されていてもよい。
【０００８】
また、前記押圧部材は、前記ロアーフレームの他端部から下方に形成され、前記ロアーフレームとの間に空間が形成されていてもよい。
【０００９】
さらに、前記受け部は、外周に鋭角部を有する円板形状を成し、鉛直方向に回転可能に設けられていてもよい。
【００１０】
さらにまた、前記受け部は、歯車形状を成し、鉛直方向に回転可能に設けられていてもよい。
【考案の効果】
【００１１】
本考案によれば、超音波振動子と前記ホーン部がそれぞれ超音波の１／２波長分の長さを有し、ホーン部の加工面や押圧部材の受け部がそれぞれロアーフレームの一端部より下方位置に設けられているため、溶着対象物の溶着部分を目視しながら溶着作業を行うことができる。したがって、溶着の作業性を高めることができ、例え、溶着対象物が小さい場合であっても、容易且つ確実に溶着作業を行うことができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本考案の実施の形態について説明する。
【００１３】
先ず、図１〜図３を参照しつつ、本考案の第１の実施の形態に係る超音波溶着機について説明する。ここで、図１は本考案の第１の実施の形態に係る超音波溶着機を示す斜視図、図２は同超音波溶着機を示す断面図、図３は同超音波溶着機を使用して髪の毛に付け毛を溶着している状態を示す斜視図である。
【００１４】
本実施の形態に係る超音波溶着機１は、超音波振動を発振すると共に振動を増幅する超音波振動子２と、この先端に設けられ振動を伝達するホーン部２２と、超音波振動子２の振動の節において超音波振動子２を保持するアッパーフレーム６と、このアッパーフレーム６の他端部７において回動自在に支持されるロアーフレーム８と、このロアーフレーム８の一端部９に支持されてロアーフレーム８と一体に回動する押圧部材１０と、アッパーフレーム６及びロアーフレーム８をそれぞれ覆うようにして設けられるアッパーカバー１１及びロアーカバー１２とを備えて構成されている。
【００１５】
超音波振動子２は、超音波の１／２波長分の長さを有し、直径が比較的小さい小径円柱部４と直径が比較的大きい大径円柱部２３とが略円錐形状を成す中間部２４を介して連結されて構成されており、大径円柱部２３は、下から順に設けられた圧電素子１３、電極板１４、圧電素子１５、電極板１６、テールマス１７とにより構成されている。この２つの電極板１４，１６には、それぞれリード線１８，１９が接続されており、コード線２０を介して超音波発振器２１に接続されている。また、大径円柱部２３には、フランジ２５が設けられており、このフランジ２５により超音波振動子２はアッパーフレーム６に支持されている。
【００１６】
ホーン部２２は、超音波の１／２波長分の長さを有し、ホーン部２２の下端には加工面３が形成されており、この加工面３はロアーフレーム８の一端部９より下方に位置するようになっている。
【００１７】
アッパーフレーム６及びロアーフレーム８は、いずれも、断面が略コ字状に折曲げ加工された長手の金属平板から成り、互いにコ字状の開口側を向かい合わせた状態で、連結ピン２６を支点として回動自在に連結されている。この連結ピン２６は、アッパーフレーム６とロアーフレーム８とが互いに離間する方向に回動を付勢するねじりコイルバネにより構成されている。また、連結ピン２６の近傍には回動規制突起２７が設けられており、アッパーフレーム６に対してロアーフレーム８が所定角度以上開くと、この回動規制突起２７が受け部材（図示省略）に当接し、ロアーフレーム８のさらなる回動を規制するようになっている。
【００１８】
アッパーフレーム６は、一端部５の近傍に、超音波振動子２保持用の貫通口２８が形成されている。この貫通口２８は、その内径が超音波振動子２の大径円柱部２３の外径よりも大きく、フランジ２５の外径よりも小さくなるように設定されており、超音波振動子２を上から挿入可能となっている。そして、固定用ブラケット２９がフランジ２５を上方から挟持し、アッパーフレーム６の平板面に対して超音波振動子２及びホーン部２２をそれらの中心軸が垂直となるように固定する構造となっている。
【００１９】
また、アッパーフレーム６には、その長手方向の中間位置よりも幾分連結ピン２６側寄りの位置に、ロアーフレーム８側に向かって立設されたスイッチ用ブラケット３０を介してリミットスイッチ３１が設けられている。このリミットスイッチ３１は、図２中の矢印方向に回動した時にオン状態となるスイッチ接点３１Ａを有しており、このスイッチ接点３１Ａは、ロアーフレーム８がアッパーフレーム６側に回動した時に、ロアーフレーム８にアッパーフレーム６側に向かって立設されたドック３２の先端傾斜斜面３２Ａが当接することにより前記矢印方向に回動するようになっている。そして、このような動作によりリミットスイッチ３１がオン状態になると、このリミットスイッチ３１に各リード線３３，３４及び該各リード線３３,３４を内包するコード線２０を介して接続された超音波発振器２１が駆動し、さらにリード線１８，１９を介して超音波振動子２が超音波振動を開始するようになっている。
【００２０】
アッパーカバー１１は、前述したようにアッパーフレーム６を上方から覆うようにして内包する断面コ字状且つ下方が開口した外装部品であり、ネジによりアッパーフレーム６に固定されている。そして、このアッパーカバー１１の一端部３５には、アッパーフレーム６に装備された超音波振動子２を内包するための内包スペース３６が形成されており、他端部３７には、コード線２０を内側に挿通させて保持するコードブッシュ３８が装着されている。また、ロアーカバー１２は、前述したようにロアーフレーム８を下方から覆うようにして内包する断面コ字状で且つ上方が開口した外装部品であり、ネジ等によりロアーフレーム８に固定されている。
【００２１】
押圧部材１０は、ロアーフレーム８の一端部９から下方に段差状に形成されている。そして、押圧部材１０の段差面３９には、ホーン部２２の加工面３に対向するように受け部４０が設けられており、この受け部４０はロアーフレーム８の一端部９より下方に位置している。また、この受け部４０は、段差面３９に対してネジ（図示省略）により固定され、ロアーフレーム８のアッパーフレーム６側への回動によりホーン部２２の加工面３に当接するように配置されている。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る超音波溶着機１の動作について、髪の毛に付け毛を溶着する場合を例にとって説明する。
【００２３】
アッパーカバー１１及びロアーカバー１２を握持し、ロアーフレーム８をアッパーフレーム８側に回動すると、ドック３２の先端傾斜斜面３２Ａがリミットスイッチ３１のスイッチ接点３１Ａに当接し、スイッチ接点３１Ａは図２中の矢印方向に回動する。これにより、リミットスイッチ３１がオン状態になると、超音波発振器２１が駆動し、超音波振動子２から超音波振動が発生する。そして、この超音波振動はホーン部２２に伝達され、ホーン部２２の加工面３が上下方向に振動する。
【００２４】
この状態で、ホーン部２２の加工面３と押圧部材１０の受け部４０との間に髪の毛４１と付け毛４２との溶着部分４３を挟持し加圧すると、加工面３から溶着部分４３に対して超音波振動が伝達され、これにより発生する摩擦熱によって付け毛４２の溶着部分４３が溶解し、髪の毛４１に付け毛４２が溶着される。
【００２５】
この時、押圧部材１０が、ロアーフレーム８の一端部９から下方に段差状に形成されており、ホーン部２２の加工面３及び押圧部材１０の受け部４０が、ロアーフレーム８の一端部９より下方位置に設けられているため、溶着部分４３を目視しながら溶着作業を行うことができる。したがって、溶着の作業性を高めることができ、上記した髪の毛４１に付け毛４２を溶着する場合のように溶着対象物が小さい場合であっても、容易且つ確実に溶着作業を行うことができる。
【００２６】
次に、図４及び図５を参照しつつ、本考案の第２の実施の形態に係る超音波溶着機について説明する。ここで、図４は本考案の第２の実施の形態に係る超音波溶着機を示す斜視図、図５は同超音波溶着機を使用して樹脂フィルムを溶着している状態を示す斜視図である。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、上記した第１の実施の形態と同等の構成については、図４及び図５中、図１〜図３と同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００２７】
本実施の形態に係る超音波溶着機５１は、超音波振動子（図示省略）と、ホーン部２２と、アッパーフレーム（図示省略）と、このアッパーフレームの他端部７において回動自在に支持されるロアーフレーム５２と、このロアーフレーム５２の他端部５３（図示では右端部）から下方に形成されてロアーフレーム５２と一体に回動する押圧部材５４と、アッパーカバー１１とを備えて構成されている。
【００２８】
押圧部材５４は、ロアーフレーム５２の他端部５３から下方且つ前方に折り返すように曲成されており、ロアーフレーム５２との間に空間５５が形成されている。そして、押圧部材５４の一端部５６（図示では左端部）には、ホーン部２２の加工面３に対向するように受け部５７が設けられており、この受け部５７はロアーフレーム５２の一端部５８より下方に位置し、ロアーフレーム５２の前記アッパーフレーム側への回動によりホーン部２２の加工面３に当接するように形成されている。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る超音波溶着機５１の動作について、樹脂フィルムを溶着する場合を例にとって説明する。
【００３０】
アッパーカバー１１及びロアーフレーム５２を握持し、溶着対象物である２枚の樹脂フィルム５９を空間５５に配置し、ロアーフレーム５２を前記アッパーフレーム側に回動すると、超音波発振器（図示省略）から超音波振動が発生する。そして、この超音波振動はホーン部２２に伝達され、ホーン部２２の加工面３が上下方向に振動する。
【００３１】
この状態で、ホーン部２２の加工面３と押圧部材５４の受け部５７との間に樹脂フィルム５９の溶着部分６０を挟持し加圧すると、加工面３から溶着部分６０に対して超音波振動が伝達され、これにより発生する摩擦熱によって樹脂フィルム５９の溶着部分６０が溶解し、樹脂フィルム５９は溶着される。
【００３２】
この時、押圧部材５４が、ロアーフレーム５２の他端部５３から下方に形成され、ロアーフレーム５２との間に空間５５が形成されていると共に、ホーン部２２の加工面３及び押圧部材５４の受け部５７が、ロアーフレーム５２の一端部５８より下方位置に設けられているため、空間５５に樹脂フィルム５９を配置した状態で、溶着部分６０を目視しながら溶着作業を行うことができる。したがって、溶着の作業性を高めることができ、容易且つ確実に溶着作業を行うことができる。
【００３３】
次に、図６を参照しつつ、本考案の第３の実施の形態に係る超音波溶着機について説明する。ここで、図６は本考案の第３の実施の形態に係る超音波溶着機を示す斜視図である。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、上記した第１の実施の形態と同等の構成については、図６中、図１〜図３と同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００３４】
本実施の形態に係る超音波溶着機６１は、超音波振動子（図示省略）と、下端に高速度工具鋼（ＳＫＨ材）等の硬質材を備えたホーン部２２と、アッパーフレーム６と、このアッパーフレーム６の他端部７において回動自在に支持されるロアーフレーム６２と、このロアーフレーム６２の他端部６３（図示では右端部）から下方に形成されてロアーフレーム６２と一体に回動する押圧部材６４と、アッパーカバー１１及びロアーカバー１２とを備えて構成されている。
【００３５】
押圧部材６４は、ロアーフレーム６２の他端部６３から下方且つ前方に折り返すように曲成されており、ロアーフレーム６２との間に空間６５が形成されている。そして、押圧部材６４の一端部６６（図示では左端部）には、ホーン部２２の加工面３に対向するように受け部６７が設けられており、この受け部６７は、外周に鋭角部６８を有するそろばんの玉状の円板形状を成し、鉛直方向に回転可能に設けられている。また、この受け部６７は、ロアーフレーム６２の一端部６９より下方に位置し、ロアーフレーム６２のアッパーフレーム６側への回動によりホーン部２２の加工面３に当接するように形成されている。
【００３６】
このような構成を備えた超音波溶着機６１において、アッパーカバー１１及びロアーカバー１２を握持し、例えば、不織布や化繊のメッシュ等の溶着対象物（図示省略）を空間６５に配置し、ホーン部２２の加工面３と押圧部材６４の受け部６７とにより前記溶着対象物の溶着部分を挟持し加圧する。そして、この状態で、ロアーフレーム６２の長手方向に直交する方向に沿って超音波溶着機６１を移動させると、加工面３から前記溶着部分に対して超音波振動が伝達されると共に受け部６７が回転し、超音波振動によって発生した摩擦熱によって前記溶着対象物の溶着部分が溶解し、前記溶着対象物は、受け部６７の移動方向に沿って切断される。
【００３７】
この時、押圧部材６４が、ロアーフレーム６２の他端部６３から下方に形成され、ロアーフレーム６２との間に空間６５が形成されていると共に、ホーン部２２の加工面３及び押圧部材６４の受け部６７が、ロアーフレーム６２の一端部６９より下方位置に設けられているため、空間６５に溶着対象物を配置した状態で、溶着部分を目視しながら溶着作業を行うことができる。したがって、溶着の作業性を高めることができ、容易且つ確実に溶着作業を行うことができる。
【００３８】
次に、図７を参照しつつ、本考案の第４の実施の形態に係る超音波溶着機について説明する。ここで、図７は本考案の第４の実施の形態に係る超音波溶着機を示す斜視図である。なお、以下の説明では、説明の簡略化のため、上記した第１の実施の形態と同等の構成については、図７中、図１〜図３と同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００３９】
本実施の形態に係る超音波溶着機７１は、超音波振動子（図示省略）と、ホーン部２２と、アッパーフレーム６と、このアッパーフレーム６の他端部７において回動自在に支持されるロアーフレーム７２と、このロアーフレーム７２の一端部７３（図示では右端部）から下方に形成されてロアーフレーム７２と一体に回動する押圧部材７４と、アッパーカバー１１及びロアーカバー１２とを備えて構成されている。
【００４０】
押圧部材７４は、ロアーフレーム７２の一端部７３から下方に形成されており、押圧部材７４の下端には、ホーン部２２の加工面３に対向するように受け部７５が設けられている。この受け部７５は、歯車形状を成し、鉛直方向に回転可能に設けられており、ロアーフレーム７２のアッパーフレーム６側への回動によりホーン部２２の加工面３に当接するように形成されている。
【００４１】
このような構成を備えた超音波溶着機７１において、アッパーカバー１１及びロアーカバー１２を握持し、例えば樹脂フィルムや不織布等の溶着対象物（図示省略）の溶着部分を、ホーン部２２の加工面３と押圧部材７４の受け部７５とにより挟持し加圧する。そして、この状態で、ロアーフレーム７２の長手方向に直交する方向に沿って超音波溶着機７１を移動させると、加工面３から前記溶着部分に対して超音波振動が伝達されると共に受け部７５が回転し、超音波振動によって発生した摩擦熱によって前記溶着対象物の溶着部分が溶解し、該溶着対象物は、受け部７５の移動方向に沿って所定間隔で連続的に溶着される。
【００４２】
この時、押圧部材７４が、ロアーフレーム７２の一端部７３から下方に形成され、ホーン部２２の加工面３及び押圧部材７４の受け部７５が、ロアーフレーム７２の一端部７３より下方位置に設けられているため、前記溶着部分を目視しながら溶着作業を行うことができる。したがって、溶着の作業性を高めることができ、容易且つ確実に溶着作業を行うことができる。
【００４３】
なお、上記した各実施の形態において説明したホーン部２２の加工面３や押圧部材１０，５４，６４，７４の受け部４０，５７，６７，７５の形状及び材質は、単なる例示に過ぎず、溶着対象物の種類に合わせて、各種変更が可能であることは言う迄もない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本考案の第１の実施の形態に係る超音波溶着機を示す斜視図である。
【図２】本考案の第１の実施の形態に係る超音波溶着機を示す断面図である。
【図３】本考案の第１の実施の形態に係る超音波溶着機を使用して髪の毛に付け毛を溶着している状態を示す斜視図である。
【図４】本考案の第２の実施の形態に係る超音波溶着機を示す斜視図である。
【図５】本考案の第２の実施の形態に係る超音波溶着機を使用して樹脂フィルムを溶着している状態を示す斜視図である。
【図６】本考案の第３の実施の形態に係る超音波溶着機を示す斜視図である。
【図７】本考案の第４の実施の形態に係る超音波溶着機を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１          超音波溶着機
２          超音波振動子
３          加工面
５          一端部
６          アッパーフレーム
７          他端部
８          ロアーフレーム
９          一端部
１０          押圧部材
２２          ホーン部
４０          受け部
５１          超音波溶着機
５２          ロアーフレーム
５３          他端部
５４          押圧部材
５５          空間
５７          受け部
５８          一端部
６１          超音波溶着機
６２          ロアーフレーム
６３          他端部
６４          押圧部材
６５          空間
６７          受け部
６８          鋭角部
６９          一端部
７１          超音波溶着機
７２          ロアーフレーム
７３          一端部
７４          押圧部材
７５          受け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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